JP6484525B2 - 警報装置およびプロセス制御システム - Google Patents

Description

本発明は、警報装置およびプロセス制御システムに関する。

熱処理や化学処理といったプロセスの異常を判別する技術が開発されている。熱処理装置については、正常な温度制御がなされた場合の温度の時間プロファイルである基準時間プロファイルを予め記憶しておき、各熱処理時の時間プロファイルと基準時間プロファイルとの差を逐次評価しながら熱処理装置の異常有無を判定する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平８−２６３１３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、１回の熱処理に要する時間よりも長い時間間隔で、熱処理装置が経時的に異常状態へ近づく傾向を捉えることができないため、熱処理装置の異常状態を早期に発見できない虞がある。その結果、熱処理装置のメンテナンス不良が見過ごされがちになり、安全や環境の面で問題が引き起こされる可能性がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、処理装置の異常状態を早期に発見できる警報装置およびプロセス制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係る警報装置は、時系列で複数回実行されるバッチ処理のプロセス毎に、バッチ処理のプロセス開始から特定時間経過した後の物理量を測定した結果を示す値を取得する測定取得部と、測定取得部が複数回実行されるバッチ処理のプロセス毎に取得した値の移動平均値を求める平均取得部と、測定取得部が取得した値と、平均取得部が求めた移動平均値と、を比較した結果に基づき、測定取得部が取得した値が複数のバッチ処理のプロセスにわたって単調増加又は単調減少するバッチ処理のプロセスの数である指標値を求める指標取得部と、指標取得部が求めた指標値が、所定の閾値を超えているか否か判別する判別部と、判別部が指標値が所定の閾値を超えていると判別した場合に、バッチ処理のプロセスに異常が発生したことを報知する報知部と、を備え、平均取得部は、測定取得部が複数の異なるバッチ処理のプロセスについて取得した値を用いて一つの移動平均値を求める。

実施の形態に係るプロセス制御システムのハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る警報装置の機能構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る処理信号、トリガ信号および圧力値、温度との関係を示すタイムチャートである。 実施の形態に係る警報装置の動作説明図であり、（Ａ）は代表値に突発異常値が含まれない場合、（Ｂ）は代表値に突発異常値が含まれる場合を示す。 実施の形態に係る警報装置で信号の例である。 実施の形態について、（Ａ）は圧力値判定データベースの内容を示す図、（Ｂ）は温度判定データベースの内容を示す図である。 実施の形態に係る警報装置が実行する異常判定処理１を示すフローチャートである。 変形例に係るヒータオン信号、トリガ信号および温度との関係を示すタイムチャートである。 変形例に係る温度判定データベースの内容を示す図である。 変形例に係る警報装置が実行する異常判定処理２を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るプロセス制御システムは、プロセスを実行する成膜装置２０と、警報装置１０と、を備える。警報装置１０は、成膜処理を繰り返し実行する成膜装置２０に異常が発生したときに警報を発報する装置である。

成膜装置２０は、反応炉を有する成膜装置等から構成される。成膜装置２０は、反応炉２１と、反応炉２１の内圧を測定する圧力計２２と、反応炉２１内の温度を測定する温度計２３と、成膜装置２０全体を統括的に制御する成膜装置制御部２４と、を備える。反応炉２１は、例えば半導体ウェハが載置されるウェハ台（図示せず）、ウェハ台に載置された半導体ウェハ表面へ材料ガスやバッファガス等を供給する供給源（図示せず）、反応炉２１内部を加熱するヒータ（図示せず）等を備える。成膜装置２０はこのような構成により圧力と温度が変動するプロセスを、時系列で複数回（少なくともＭ＋２回以上）実行する。

圧力計２２は、測定した圧力を示す圧力データを成膜装置制御部２４へ出力する。温度計２３は、測定した温度を示す温度データを成膜装置制御部２４へ出力する。圧力計２２と温度計２３は、警報装置１０と通信可能であり、警報装置１０からのデータ要求信号に応じて圧力データと温度データを警報装置１０へ出力する。

成膜装置制御部２４は、圧力計２２から入力される圧力データと、温度計２３から入力される温度データと、を用いて、供給源からの材料ガスやバッファガスの供給量、ヒータの温度等を制御する。また、成膜装置制御部２４は、成膜処理中、成膜処理を実行していることを示す処理信号を警報装置１０へ出力する。

警報装置１０は、成膜装置２０の異常を報知する報知部１２と、成膜装置２０から取得する情報に基づいて報知部１２を制御する制御部１１と、を備える。制御部１１は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１ａと主記憶部１１ｂと補助記憶部１１ｃと計時部１１ｄとインタフェース部１１ｅと各部を接続するシステムバス１１ｆとを備える。

主記憶部１１ｂは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリから構成される。主記憶部１１ｂは、ＣＰＵ１１ａの作業領域として用いられる。

補助記憶部１１ｃは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリなどの不揮発性メモリから構成される。補助記憶部１１ｃは、ＣＰＵ１１ａが実行するプログラムおよび各種パラメータなどを記憶している。また、ＣＰＵ１１ａによる処理結果などを順次記憶する。補助記憶部１１ｃは、圧力計２２、温度計２３で測定された圧力値、温度が記録されたプロセスデータベース（物理量データベース）１３１と、圧力判定データベース１３２と、温度判定データベース１３３と、を含む。圧力判定データベース１３２は、反応炉２１内の圧力の異常判定に用いられる情報が記録されている。温度判定データベース１３３は、反応炉２１内の温度の異常判定に用いられる情報が記録されている。

計時部１１ｄは、ハードウェアタイマ等から構成されている。計時部１１ｄは、後述する異常判定処理１に必要な時間データを計測するために用いられる。

インタフェース部１１ｅは、ＬＡＮインタフェース、シリアルインタフェース、パラレルインタフェース、アナログインタフェースなどから構成され、成膜装置２０を含む外部装置とのインターフェースとして機能する。具体的にはインタフェース部１１ｅは、成膜装置２０が含む圧力計２２、温度計２３等の物理量センサからプロセスの物理量のデータを取得する。また、成膜装置制御部２４から、反応炉２１の状態を示す信号を受信する。インタフェース部１１ｅは、取得したデータをＣＰＵ１１ａに伝達する。

報知部１２は、警報音を鳴動するスピーカ、警告灯や警報画面を表示する表示装置等から構成される。報知部１２は、ＣＰＵ１１ａからのコマンドに応答してユーザに反応炉２１のプロセスの異常傾向を報知する。

なお、報知部１２は、例えばインターネット等に接続され、警報メッセージをインターネットを介してユーザが所持する携帯端末等へ送信する機能を有するものであってもよい。

次に、本実施の形態に係る警報装置１０の制御部１１の機能構成について説明する。制御部１１は、ＣＰＵ１１ａが補助記憶部１１ｃに記憶されたプログラムを読み出して実行することで、図２に示すように、抽出部１１１、トリガ発生部１１２、算出部１１３、比較部１１４、極性管理部１１５、判定部１１６および報知制御部１１７として機能する。

抽出部１１１は、インタフェース部１１ｅが取得した成膜装置２０が実行する各成膜処理中に測定された計測時間が異なる複数の物理量（圧力値、温度）を示すデータのうち、特定の時刻における反応炉２１内の圧力値、温度を示す値（代表値）を抽出して、プロセスデータベース１３１に記録する。

ここで、特定の時刻は、トリガ発生部１１２からトリガ信号が入力された時刻から、予め設定された時間だけ経過した後の時刻に設定される。

トリガ発生部１１２は、成膜装置２０からの処理信号の入力有無に応じて、トリガ信号を生成して抽出部１１１へ出力する。例えば成膜装置２０においてＮ回目の成膜処理が開始されると、図３に示すように、成膜装置２０から警報装置１０へ電圧Ｖｒの処理信号の入力が開始される。このとき、トリガ発生部１１２は、電圧Ｖｔｒの矩形パルス状のトリガ信号を生成して抽出部１１１へ出力する。ここで、抽出部１１１は、計時部１１ｄのカウント値を参照して、トリガ信号が入力された時刻Ｔ０から予め設定された基準時間ｔ１だけ経過後の時刻Ｔ１における圧力データ、温度データを抽出する。抽出部１１１は複数回生成されるトリガ信号に対応して複数の代表値を抽出する。

このように、インタフェース部１１ｅと、抽出部１１１と、トリガ発生部１１２と、は共同して、時系列で複数回実行されるプロセスの物理量を測定した代表値を複数取得する。

算出部１１３は、抽出部１１１が新たな代表値を抽出する度、プロセスデータベース１３１に記録された各物理量（圧力値、温度）の移動平均値をそれぞれ算出する。ここで移動平均（単純移動平均）とは、図４に示すように直近に所得した代表値をＳ（Ｎ）とすると、Ｓ（Ｎ）からＭ回（ＭはＮより小さい正の整数）まで過去に取得した代表値Ｓ（Ｎ−Ｍ）までの平均値は式（１）
Ａｖｒ（Ｎ）＝（Ｓ（Ｎ）＋Ｓ（Ｎ−１）＋、…、＋Ｓ（Ｎ−Ｍ））／Ｍ ・・・ （１）
であらわされる。

新たに代表値Ｓ（Ｎ＋１）を取得した場合、移動平均は式（２）
Ａｖｒ（Ｎ＋１）＝（Ｓ（Ｎ＋１）＋Ｓ（Ｎ）、…、＋Ｓ（Ｎ−Ｍ＋１））／Ｍ ・・・ （２）
であらわされる。本実施形態では、Ｍの値はプロセスに合わせてユーザが自由に設定可能であるが、ここでは１０に設定される。算出部１１３は、新たな抽出部１１１が新たな代表値を抽出する毎に、新たな移動平均値を算出する。そして、算出した移動平均値を代表値に対応するデータベース（圧力判定データベース１３２又は温度判定データベース１３３）に記憶する。

なお、Ｎ−１回目の成膜より以前の成膜処理それぞれに対応する代表値（圧力、温度）は、すべてプロセスデータベース１３１に記録されているものとする。

また、算出部１１３は、移動平均値Ａｖｓ（Ｎ）に対して代表値（圧力値、温度）が外れ値か否かの判定基準となる数値範囲（対象範囲ともいう）を求める。ここでは、Ｓ（Ｎ）・・・Ｓ（Ｎ−Ｍ）を標本とした場合の９５％信頼区間を対象範囲とする。なお、９５％信頼区間はＡｖｒ（Ｎ）−１．９６＊ｓ／Ｍ＾（１／２）からＡｖｒ（Ｎ）＋１．９６＊ｓ／Ｍ＾（１／２）の区間である。ただし、ｓは標本Ｓ（Ｎ）・・・Ｓ（Ｎ−Ｍ）の標準偏差とする。対象範囲は９９％信頼区間であっても良い。また、ユーザの設定により、所定の数値範囲（例えば５ｈｐ（ヘクトパスカル）、５０℃）の範囲としてもよい。

比較部１１４は、プロセスデータベース１３１から直近に抽出された代表値を読み出し、読み出した値が算出部１１３が設定した対象範囲に含まれるか否か判別する。そして、読み出した値が対象範囲内である場合には、この値は外れ値ではないので、対応するデータベース（圧力値である場合には圧力判定データベース１３２、温度である場合には温度判定データベース１３３）に記憶する（図４（Ａ））。一方、対象範囲外である場合には、外れ値として以降の処理から除外する（図４（Ｂ））。

プロセス内の時間を横軸に、物理量を縦軸にしたグラフをプロセスの実行順に並べた測定例を図５に示す。図５の例では、Ｎ＋１回目に他とは異なる大きく異なる形のグラフが表れている。このような場合は、例えばセンサ（圧力計２２や温度計２３）におけるノイズの発生やプロセスの中断など、他の回でのプロセスでは発生しなかった異常が起こったと考えられる。算出部１１３で対象範囲を設定し、比較部１１４で対象範囲外の値を除外することで、このような極端な値の影響を取り除くことができる。

比較部１１４は、新たに抽出された代表値が外れ値でない場合、対応するデータベース（圧力値である場合には圧力判定データベース１３２、温度である場合には温度判定データベース１３３）から、過去の移動平均値を読み出す。そして、代表値と過去の移動平均値とを比較して大小関係を特定する。ここでは、代表値Ｓ（Ｎ）とを所得した場合に、一つ前の移動平均Ａｖｒ（Ｎ−１）と比較して大小関係を特定する。

そして、特定した大小関係を示す値（極性値）を対応するデータベース（圧力値である場合には圧力判定データベース１３２、温度である場合には温度判定データベース１３３）に記憶する。ここで、極性値は、比較対象値が移動平均値よりも大きい場合「１」であり、比較対象値が平均値より小さい場合「０」である。また、比較対象値が移動平均値と等しい場合、直前の極性値と同一の値と取る。

極性管理部１１５は、圧力判定データベース１３２、温度判定データベース１３３に記録された極性値について、直近に抽出された圧力値、温度に対応する極性値と同一の極性値の継続数を示す同一極性継続数を算出する。そして、極性管理部１１５は、算出した同一極性継続数を圧力判定データベース１３２、温度判定データベース１３３に記録する。

圧力判定データベース１３２は、例えば図６（Ａ）に示すように、処理回数を示す数値と、算出部１１３が算出した圧力平均値と、直近に抽出された圧力値と、圧力平均値と直近に抽出された圧力値との大小関係を示す極性値と、同一極性継続数と、が対応付けられて記録されている。ここで、同一極性継続数とは、同じ極性値が何回継続したかを示す数値である。温度判定データベース１３３は、例えば図６（Ｂ）に示すように、算出部１１３が算出した温度平均値と、直近に抽出された温度と、温度平均値と直近に抽出された温度との大小関係を示す極性値と、同一極性継続数と、が対応付けられて記録されている。

同一極性継続数は、取得した代表値が単調増加又は単調減少している数を示す。つまり、同一極性継続数が大きいと、長い期間の連続した多くのプロセスで物理量の代表値が単調に増加又は減少していることを意味する。

判定部１１６は、圧力判定データベース１３２、温度判定データベース１３３に記録されている同一極性継続数が、予め設定された継続数閾値以上であるか否かに基づいて、成膜装置２０に異常が発生したか否かを判定する。例えば図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、判定閾値が「６」に設定されている場合、判定部１１６は、圧力判定データベース１３２および温度判定データベース１３３に記録されている同一極性継続数の少なくとも一方が「６」に達すると、成膜装置２０が異常であると判定する。判定部１１６は、成膜装置２０に異常があると判定すると、異常通知信号を報知制御部１１７へ出力する。

このように、比較部１１４と極性管理部１１５と判定部１１６とは、取得した代表値が時系列で単調増加又は単調減少している程度を表す指標値（同一極性継続数）が、所定の閾値（ここでは「６」）を超えているか否か判別する。

報知制御部１１７は、判定部１１６が成膜装置２０に異常が発生したと判定すると、報知部１２に警報を発報させる。ここで、報知制御部１１７は、判定部１１６から異常通知信号が入力されたことを契機として報知部１２を駆動してユーザに成膜装置２０の異常を通知する。

次に、本実施の形態に係る警報装置１０の制御部１１が実行する異常判定処理１について、図７を参照しながら説明する。異常判定処理１は、例えばユーザが警報装置１０へ電源を投入したことを契機として開始される

まず、トリガ発生部１１２は、図７に示すように、成膜装置２０から処理信号の入力が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１）。トリガ発生部１１２は、成膜装置２０から処理信号の入力が無い限り（ステップＳ１：Ｎｏ）、待機状態を維持する。

一方、処理信号の入力が開始されると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、抽出部１１１が、圧力値、温度を抽出する（ステップＳ２）。ここでは、トリガ発生部１１２が、抽出部１１１へトリガ信号を出力する。そして、抽出部１１１は、トリガ信号が入力された時刻から予め設定された基準時間だけ経過した時刻に測定された圧力値、温度を抽出する。抽出部１１１は、抽出した圧力値、温度を、プロセスデータベース１３１に記録する。

次に、算出部１１３は、平均値算出対象数をＭとしたときに、抽出された圧力値、温度を示す圧力データ、温度データがそれぞれＭ＋１個以上、プロセスデータベース１３１に蓄積されたか否かを判定する（ステップＳ３）。プロセスデータベース１３１に蓄積された圧力データ、温度データが、それぞれＭ＋１個未満である限り（ステップＳ３：Ｎｏ）、ステップＳ１およびステップＳ２の処理が繰り返し実行される。

一方、プロセスデータベース１３１に圧力データ、温度データがそれぞれＭ＋１個以上蓄積されている場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、算出部１１３は、プロセスデータベース１３１に記録されている圧力値と温度の代表値から移動平均値を算出する（ステップＳ４）。具体的には、圧力値の代表値のうち、直近に抽出された代表値Ｍ＋１個から直近の一つを除いたＭ個の平均値を算出して移動平均値とする。同様に、温度についても移動平均値を求める。

続いて、算出部１１３は、圧力値、温度それぞれについて、比較部１１４が圧力値、温度の平均値との比較を実行する対象とするか否かの判定基準となる対象範囲を算出する（ステップＳ５）。

その後、比較部１１４は、直近に抽出された圧力値、温度がそれぞれ圧力値、温度についての対象範囲に含まれるか否かを判定する（ステップＳ６）。比較部１１４が直近に抽出された圧力値、温度の代表値少なくとも一方が対象範囲に含まれないと判定した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、その圧力値の代表値は圧力判定データベース１３２に記録されず、その温度の代表値も温度判定データベース１３３に記録されない。そして、そのままステップＳ１の処理が実行される。なお、ここで説明した構成の代わりに、複数種類の物理量の代表値のうち一部のみが対象範囲に含まれない場合に、対象範囲外の代表値のみを除外する構成を採用しても良い。

一方、直近に抽出された圧力値、温度の代表値の両方が対象範囲に含まれると判定されると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、比較部１１４は、その圧力値の代表値を圧力判定データベース１３２に記録する。またその温度の代表値を温度判定データベース１３３に記録する（ステップＳ７）。

次に、比較部１１４は、直近に抽出された圧力値、温度の代表値が、それぞれ移動平均値より大きいか、小さいか、あるいは同じであるかに応じて極性値を求める。そして、求めた極性値を圧力値、温度それぞれについて圧力判定データベース１３２、温度判定データベース１３３に記録する（ステップＳ８）。具体的には、比較部１１４は、直近に抽出された物理量（圧力値又は温度）の代表値がステップＳ４で算出された移動平均値より大きい場合、極性値「１」を選択し、小さい場合、極性値「０」を選択する。移動平均値と等しい場合、一つ前のループで選択された極性値と同様の値を選択する。

次に、極性管理部１１５は、圧力判定データベース１３２について、極性値に変化があるか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、極性管理部１１５は、直近に抽出された圧力値に対応する成膜処理について記録された極性値と、この成膜処理よりも１つ前に実行された成膜処理について記録された極性値とを比較し、これらが互いに異なる場合極性値に変化があると判定する。例えば図５（Ａ）に示す圧力判定データベース１３２の場合、極性管理部１１５は、直近に抽出された圧力値に対応するのがＮ回目の成膜処理であるとすると、Ｎ回目の成膜処理に対応する極性値「０」と、Ｎ−１回目の成膜処理に対応する極性値「１」とが異なるので、極性値に変化があると判定する。

圧力判定データベース１３２について極性値に変化があると判定されると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、極性管理部１１５は、圧力判定データベース１３２の同一極性継続数を「１」に設定し（ステップＳ１０）する。その後ステップＳ１２の処理が実行される。ここで、極性管理部１１５は、直近に抽出された圧力値に対応する同一極性継続数を「１」に設定する。

一方、圧力判定データベース１３２について極性値に変化が無いと判定されると（ステップＳ９：Ｎｏ）、極性管理部１１５は、圧力判定データベース１３２の同一極性継続数を「１」だけインクリメントし（ステップＳ１１）、その後ステップＳ１２の処理が実行される。ここで、極性管理部１１５は、直近に抽出された圧力値に対応する同一極性継続数を「１」だけインクリメントする。

ステップＳ１０又はステップＳ１１の後、ステップＳ１２において、極性管理部１１５は、温度判定データベース１３３について、極性値に変化があるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、極性管理部１１５は、直近に抽出された温度に対応する極性値と、この直近に抽出された温度に対応する成膜処理よりも１つ前の成膜処理に対応する極性値とを比較し、これらが互いに異なる場合極性値に変化があると判定する。例えば図５（Ｂ）に示す温度判定データベース１３３の場合、極性管理部１１５は、直近に抽出された温度に対応するのがＮ回目の成膜処理であるとすると、Ｎ回目の成膜処理に対応する極性値「０」と、Ｎ−１回目の成膜処理に対応する極性値「１」とが異なるので、極性値に変化があると判定する。

温度判定データベース１３３について極性値に変化があると判定されると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、極性管理部１１５は、温度判定データベース１３３の同一極性継続数を「１」に設定し（ステップＳ１３）、その後ステップＳ１５の処理が実行される。ここで、極性管理部１１５は、直近に抽出された温度に対応する同一極性継続数を「１」に設定する。

一方、温度判定データベース１３３について極性値に変化が無いと判定されると（ステップＳ１２：Ｎｏ）、極性管理部１１５は、温度判定データベース１３３の同一極性継続数を「１」だけインクリメントし（ステップＳ１４）、その後ステップＳ１５の処理が実行される。ここで、極性管理部１１５は、直近に抽出された温度に対応する同一極性継続数を「１」だけインクリメントする。

ステップＳ１０又はステップＳ１１の後、ステップＳ１５において、判定部１１６は、圧力判定データベース１３２および温度判定データベース１３３に記憶されている同一極性継続数のうち少なくとも一方が、予め設定された継続数閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。同一極性継続数が継続数閾値に満たない限り（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１からステップＳ１４までの処理が繰り返し実行される。一方、何れかの物理量の極性継続数が継続数閾値に一致した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、判定部１１６は、異常通知信号を報知制御部１１７へ出力し、報知制御部１１７は、判定部１１６から異常通知信号が入力されると、報知部１２を駆動して警報を発報する（ステップＳ１６）。

以上説明したように、本実施形態に係る警報装置１０では、トリガ発生部１１２と抽出部１１１とが、反応炉２１の内部で時間と共に進行するプロセスの物理量を測定した代表値を、測定時間を異にして複数取得する。そして、算出部１１３と比較部１１４と判定部１１６とが、取得した代表値が時系列で単調増加又は単調減少している程度を表す同一極性継続数が、所定の閾値を超えているか否か判別する。報知部１２は、同一極性継続数が所定の閾値を超えていると判別した場合に、プロセスに異常が発生したことを報知する。そのため、プロセスの異常を早期に発見することができる。

通常、物理量の代表値を複数回のプロセスに渡って測定すると、プロセスそのものや測定時に発生するノイズの影響で代表値は頻繁に増減を繰り返す。つまり、単調増加又は単調減少している程度を表す指標値である同一極性継続数が大きくなることはないからである。

また、比較部１１４は、複数の代表値に基づいて算出部１１３が設定した設定範囲から外れた外れ値を除外する。そのため、プロセスの異常やセンサノイズ等の影響を小さくすることができる。よって、本実施形態の警報装置１０は、異常判定の精度が高い。

さらに、極性管理部１１５は、抽出部１１１が抽出した代表値の移動平均値を用いて同一極性継続数を求める。そのため、単に抽出した代表値とその直前に抽出された代表値とを比較した結果を用いて同一極性継続数をもとめた場合よりもノイズの影響を受けにくい。そのため、本実施形態の警報装置１０は異常判定の精度が高い

ところで、プロセスの異常発見のために、成膜装置２０の正常時における成膜処理中の圧力値、温度の時間プロファイルを予め保持し、成膜処理中の各時刻で測定される圧力値、温度と正常時における時間プロファイルとの差を逐次評価する構成が考えられる。この構成の場合、１回の成膜処理中における全ての時刻での圧力値、温度が必要となり、処理すべきデータ量が膨大になってしまう。

これに対して、本実施の形態に係る警報装置１０では、抽出部１１１が、成膜装置２０が実行するほん各成膜処理について特定時刻に測定された圧力値、温度（代表値）を抽出し、抽出した圧力値、温度の極性値から警報装置１０の異常有無を判定する。これにより、警報装置１０で処理すべきデータ量を低減することができるので、警報装置１０に要求されるデータ処理能力を軽減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態によって限定されるものではない。例えば、実施の形態では、抽出部１１１が１回の成膜処理について１つの圧力値、温度（代表値）を抽出する例について説明したが、これに限らず、例えば抽出部１１１が１回の成膜処理について２つ以上の圧力値または２つ以上の温度を抽出するものであってもよい。

例えば図８に示すように、成膜装置２０の制御部２４がヒータをオンしている間に警報装置１０へ電圧Ｖｈｏｎのヒータオン信号を出力し続けるものであるとする。ここにおいて、本変形例に係るトリガ発生部１１２は、ヒータオン信号の入力開始時刻Ｔ２０、入力停止時刻Ｔ２２において電圧Ｖｔｒのトリガ信号を警報装置１０へ出力する構成であってもよい。この場合、抽出部１１１は、時刻Ｔ２０から時間ｔ２１だけ経過した時刻Ｔ２１と時刻Ｔ２２から時間ｔ２２だけ経過した時刻Ｔ２３とにおける温度を抽出する構成とすることができる。ここで、時間ｔ２１は、例えば成膜装置２０の正常時における昇温時間プロファイルに基づいて予め設定される。また、時間ｔ２２は、例えば成膜装置２０の正常時における降温時間プロファイルに基づいて予め設定される。時刻Ｔ２１の温度は、ヒータの状態を反映するものであり、この温度が単調減少しているとヒータが異常状態に近づきつつあることになる。また、時刻Ｔ２３の温度は、反応炉２１の冷却系統の状態を反映するものであり、この温度が単調増加していると反応炉２１の冷却系統が異常状態に近づきつつあることになる。

また、本変形例に係る温度判定データベース１３３は、例えば図９に示すように、温度平均値、直近に抽出された温度、極性値、同一極性継続数について、それぞれ時刻Ｔ２１の温度に対応する値と時刻Ｔ２３の温度に対応する値とが記録されている。なお、図９の最も左側の列は、成膜処理の処理回数の一例を示すものであり、実際に温度判定データベース１３３に記録されているものでなくてもよい。

判定部１１６は、時刻Ｔ２１に対応する同一極性継続数が、予め設定された判定閾値に達すると、ヒータが異常であると判定し、時刻Ｔ２３に対応する同一極性継続数が、予め設定された判定閾値に達すると、反応炉２１の冷却系統が異常であると判定する。例えば図９に示すように、判定閾値が「６」に設定されている場合、判定部１１６は、時刻Ｔ２１に対応する同一極性継続数が「６」に達すると、成膜装置２０のヒータが異常であると判定し、ヒータの異常を通知するヒータ異常通知信号を報知制御部１１７へ出力する。また、判定部１１６は、時刻Ｔ２３に対応する同一極性継続数が「６」に達すると、反応炉２１の冷却系統が異常であると判定し、冷却系統の異常を通知する冷却異常通知信号を報知制御部１１７へ出力する。報知制御部１１７は、ヒータ異常通知信号が入力された場合と冷却異常通知信号が入力された場合とを区別して、ヒータまたは冷却系統が異常である旨をユーザに通知するようにしてもよい。

本構成によれば、成膜装置２０の異常状態をその態様により区別してユーザに通知することができるので、ユーザは成膜装置２０の異常原因を早期に把握することができ、ひいては成膜装置２０を早期に復旧させることが可能となる。

実施の形態では、成膜装置制御部２４は、成膜処理中、成膜処理を実行していることを示す処理信号を警報装置１０へ出力し、警報装置１０が、処理信号が入力されている間異常判定処理１を実行する例について説明した。これに限らず、例えば、成膜装置２０が、成膜処理開始時と成膜処理終了後とに処理開始信号、処理終了信号を警報装置１０へ出力し、警報装置１０は、処理開始信号が入力されてから処理終了信号が入力されるまでの間、異常判定処理１を実行するものであってもよい。

また、上記実施の形態では、成膜装置２０から取得したデータから、トリガ発生部１１２及び抽出部１１１を用いて代表値を抽出した。しかし、代表値を取得する方法はこれに限らず、トリガ信号の入力をプロセス装置から受けても良い。あるいは、代表値そのものを外部からインタフェース部１１ｅを介して取得しても良い。

さらに、上述した実施形態中の式やアルゴリズムは、上記の例に限られない。例えば、上記実施形態では、移動平均として単純移動平均を用いたが、荷重移動平均を用いても良い。また、代表値と移動平均の値が同一であった場合には、極性値を前回の処理と同じとした。すなわち、広義の単調増加と広義の単調減少とを用いた。これに変えて、狭義の単調増加と狭義の単調減少を用いても良い。このためには、図７のステップＳ８にて、代表値と移動平均の値が同一であった場合には極性値を前回の処理と逆（「０」であった場合には「１」に、「１」であった場合には「０」）とすればよい。

実施の形態に係る警報装置１０では、抽出部１１１が、成膜装置２０の圧力計２２、温度計２３で測定される反応炉２１内の圧力値、温度を抽出する例について説明した。これに限らず、例えば成膜装置２０が、供給源から供給される材料ガスの流量を測定する流量計（図示せず）を備える場合、抽出部１１１が、１回の成膜処理中の特定の時刻における材料ガスの流量を抽出する構成であってもよい。また、成膜装置２０が、反応炉２１内の複数箇所の温度を複数の温度計で測定する構成であれば、抽出部１１１が、１回の成膜処理中の特定の時刻における複数箇所の温度を抽出する構成であってもよい。

また、抽出部１１１は、１回の成膜処理中に測定される反応炉２１内の圧力値、温度の平均値またはメジアンを抽出する構成であってもよい。

実施の形態では、警報システムが成膜装置２０を備える例について説明した。これに限らず、時系列でプロセスを複数回実行するという条件で、熱処理装置等他のプロセス装置を備えるものであってもよい。

上記実施形態では、圧力と温度という性質の異なる複数の物理量について、同一の閾値を用いて異常判定を行った。しかし、物理量のそれぞれに対応する異なる閾値を用いて判定を行う構成を用いても良い。このような構成によれば、物理量の性質に合わせた設定が可能となるため、利便性が高くなる。また、移動平均のＭの値についても、同様に複数の物理量について異なる値を用いても良い。

この場合、判定に用いる閾値（ここでは圧力の判定に対して第１継続数閾値、温度に対して第２継続数閾値）を対応するデータベース（第１継続数閾値を圧力判定データベース１３２、第２継続数閾値を温度判定データベース１３３）に記憶しておく。そして、例えば図１０の異常判定処理２のように、極性継続数が閾値を超えているか否かの判定を、対応する閾値を用いてそれぞれ行えばよい（図１０のステップＳ１１ａ、ステップＳ１５ａ）。

なお、異常判定処理２のステップＳ８までは図７の異常判定処理１のステップＳ８までと同様であるので図１０では省略している。また、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１も異常判定処理１と同様に実行される。

異常判定処理２では、ステップＳ１０又はステップＳ１１の後、ステップＳ１１ａにおいて、判定部１１６が、圧力判定データベース１３２に記憶されている同一極性継続数が、対応する継続数閾値（第１継続数閾値）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１ａ）。閾値に満たない場合（ステップＳ１１ａ：Ｎｏ）、ステップＳ１２が実行される。一方、第１継続数閾値以上である場合には場合（ステップＳ１１ａ：Ｙｅｓ）、報知部１２が警報を発報する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１２〜ステップＳ１４については異常判定処理１と同様に実行される。

異常判定処理２では、ステップＳ１３又はステップＳ１４の後、ステップＳ１５ａにおいて、判定部１１６が、温度判定データベース１３３に記憶されている同一極性継続数が、対応する継続数閾値（第２継続数閾値）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５ａ）。閾値に満たない場合（ステップＳ１５ａ：Ｎｏ）、温度と圧力の両方がそれぞれに対応する閾値未満であるため、ステップＳ１からステップＳ１５ａまでの処理が繰り返し実行される。一方、第２継続数閾値以上である場合には場合（ステップＳ１５ａ：Ｙｅｓ）、報知部１２が警報を発報する（ステップＳ１６）。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…警報装置、１１…制御部、１１ａ…ＣＰＵ、１１ｂ…主記憶部、１１ｃ…補助記憶部、１１ｄ…計時部、１１ｅ…インタフェース部、１１ｆ…システムバス、１２…報知部、２０…成膜装置、２１…反応炉、２２…圧力計、２３…温度計、２４…成膜装置制御部、１１１…抽出部、１１２…トリガ発生部、１１３…算出部、１１４…比較部、１１５…極性管理部、１１６…判定部、１１７…報知制御部、１３１…プロセスデータベース、１３２…圧力判定データベース、１３３…温度判定データベース。

Claims (4)

1. 時系列で複数回実行されるバッチ処理のプロセス毎に、バッチ処理のプロセス開始から特定時間経過した後の物理量を測定した結果を示す値を取得する測定取得部と、
   前記測定取得部が複数回実行されるバッチ処理のプロセス毎に取得した値の移動平均値を求める平均取得部と、
   前記測定取得部が取得した値と、前記平均取得部が求めた移動平均値と、を比較した結果に基づき、前記測定取得部が取得した値が複数のバッチ処理のプロセスにわたって単調増加又は単調減少するバッチ処理のプロセスの数である指標値を求める指標取得部と、
   前記指標取得部が求めた指標値が、所定の閾値を超えているか否か判別する判別部と、
   前記判別部が前記指標値が前記所定の閾値を超えていると判別した場合に、バッチ処理のプロセスに異常が発生したことを報知する報知部と、
   を備え、
   前記平均取得部は、前記測定取得部が複数の異なるバッチ処理のプロセスについて取得した値を用いて一つの移動平均値を求める、
   警報装置。
2. 前記平均取得部が取得した移動平均値と、前記測定取得部が取得した値の分散と、に基づき、前記測定取得部が取得した値から外れ値を除外する除外部をさらに含む、
   請求項１に記載の警報装置。
3. 前記測定取得部は、性質の異なる複数種類の物理量を測定した結果を示す値を取得し、
   前記平均取得部は、前記複数種類の物理量のそれぞれに対応して複数の移動平均値を求め、
   前記指標取得部は、前記複数種類の物理量のそれぞれに対応して複数の指標値を求め、
   前記判別部は、前記複数種類の物理量のそれぞれに対応した閾値を用いて判別を行う、
   請求項１又は２に記載の警報装置。
4. 時系列でバッチ処理のプロセスを複数回実行するプロセス装置と、
   前記プロセス装置が実行したバッチ処理のプロセスの物理量を測定するセンサと、
   複数回実行されるバッチ処理のプロセス毎に、バッチ処理のプロセス開始から特定時間経過した後に前記センサが測定した結果を示す値を取得する測定取得部と、
   前記測定取得部が複数回実行されるバッチ処理のプロセス毎に取得した値の移動平均値を求める平均取得部と、
   前記測定取得部が取得した値と、前記平均取得部が求めた移動平均値と、を比較した結果に基づき、前記測定取得部が取得した値が複数のバッチ処理のプロセスにわたって単調増加又は単調減少するバッチ処理のプロセスの数である指標値を求める指標取得部と、
   前記指標取得部が求めた指標値が、所定の閾値を超えているか否か判別する判別部と、
   前記判別部が前記指標値が前記所定の閾値を超えていると判別した場合に、バッチ処理のプロセスに異常が発生したことを報知する報知部と、
   を備え、
   前記平均取得部は、前記測定取得部が複数の異なるバッチ処理のプロセスについて取得した値を用いて一つの移動平均値を求める、
   プロセス制御システム。

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